تغطية شاملة

كيف ولد حتى

هل نظام الإطلاق الفضائي التابع لناسا (SLS) هو رشوة انتخابية، أم أنه أفضل فرصة لنا لإرسال البشر إلى الفضاء السحيق؟ ديفيد هـ. فريدمانمجلة ساينتفيك أمريكان

يحتوي قاذفة SLS على منصة برتقالية في المنتصف، تشبه معززات المكوك. الصورة: ناسا
يحتوي قاذفة SLS على منصة برتقالية في المنتصف، تشبه معززات المكوك. الرسم التوضيحي: ناسا

تم نشر المقال بموافقة مجلة Scientific American Israel وشبكة Ort Israel

بعد إلغاء برنامج كونستيليشن التابع لوكالة ناسا، والذي كان يهدف إلى استبدال مكوك الفضاء، قررت الولايات المتحدة الاعتماد على مقاولين من القطاع الخاص للوصول إلى مدار أرضي منخفض، وبناء صاروخ كبير يسمى "نظام الإطلاق الفضائي" (Space Launch System).SLS)، والتي سيتم استخدامها لنقل الأشخاص والبضائع إلى الفضاء السحيق.

إلى البرنامج SLS، الذي يعتمد على مكونات من المكوك ويدعمه بشكل أساسي سياسيون من البلدان التي ستستفيد من التطوير، أُطلق عليه لقب "صاروخ إلى لا مكان"، وزُعم أنه كان في الواقع رشوة انتخابية بلا هدف ولم يكن لديه سوى فرصة ضئيلة. من الاقلاع فعلا.

ولكن في هذه الأثناء، خطة SLS يتم التقدم وفقًا للجدول الزمني والميزانية، ومن المقرر أن تتم المهمة الأولى في عام 2018. مثل أي برنامج يمتد لعقود من الزمن، فهو استمرار لبرنامج SLS يعتمد على السياسة المستقبلية. هل هذه الرشوة الانتخابية الطائرة هي أفضل فرصة لنا للوصول إلى المريخ؟

لسنوات عديدة، وفي أعماق منشأة ناسا الضخمة وغير المعلنة، كانت الفرق تقوم بمهام فضائية وهمية. هذه ليست نظرية ميشود) التابعة لناسا - المجمع الموجود في نيو أورليانز حيث قامت وكالة الفضاء ببناء أكبر صواريخها منذ عقود. وبعد الرحلة الأخيرة للمكوك الفضائي، في عام 2011، تم تأجير مباني ميشود الضخمة الشبيهة بحظائر الطائرات، لاستوديوهات هوليوود، لإنتاج أفلام الخيال العلمي مثل "لعبة إندر" وغيرها.

لكن في الآونة الأخيرة، انخرطت مجموعة متزايدة من المهندسين وموظفي ناسا الآخرين في إنتاج جديد في هذه المرافق: "تكملة" للعصر الذهبي لرحلات الفضاء المأهولة. عاد ميشو إلى مجال بناء الصواريخ، ويستخدم الآن كمصنع لإنشاء أكبر مركبة فضائية وأكثرها طموحًا على الإطلاق: نظام الإطلاق الفضائي (نظام إطلاق الفضاء)، وغالبا ما يشار إليها بالأحرف الأولى من اسمها SLS.

SLS وهي مركبة الإطلاق التي سترسل، كما تأمل وكالة ناسا، فريقا من رواد الفضاء من كيب كانافيرال بولاية فلوريدا إلى الفضاء في رحلة مدتها عام تقريبا إلى سطح المريخ. وسينقل الصاروخ أيضاً إلى هناك المساكن والسيارات والإمدادات اللازمة للتجول في الغبار الصدئ لبضعة أسابيع على الأقل. هذه المهمة تبعد عنا 25 عامًا، لكن في الوقت الحالي SLS يمكن أن تجلب الناس إلى قمرنا وكويكبًا، وترسل مركبة فضائية آلية للبحث عن الحياة على أوروبا، أحد أقمار كوكب المشتري. يعد هذا مشروعًا رائدًا بين الكواكب، وهو أحد أكثر المشاريع جرأة التي نفذتها ناسا على الإطلاق.

فلماذا يبدو أن الكثيرين يكرهونه؟

بالفعل في عام 2016، يعتزم المهندسون في مركز ستينيس الفضائي التابع لناسا في ميسيسيبي إجراء تجربة على المرحلة الأساسية لـ SLS، والتي يبلغ ارتفاعها حوالي 65 مترًا.

استبدال المكوك

بعد الانتصار المدوي لبرنامج أبولو لاستكشاف القمر في ستينيات وأوائل سبعينيات القرن العشرين، كان من المفترض أن يجعل المكوك الفضائي الوصول إلى المدار الأرضي المنخفض رخيصًا وروتينيًا نسبيًا. ومن الناحية العملية، بلغت تكلفة كل رحلة في المتوسط ​​أكثر من مليار دولار، ولم يكن هناك سوى عدد قليل من الرحلات الجوية سنويًا، وفقدت عبارتان في الكوارث. في عام 60، بعد مرور عام على تحطم مكوك الفضاء كولومبيا أثناء عودته إلى الغلاف الجوي ومقتل سبعة أشخاص [بما في ذلك رائد الفضاء الإسرائيلي إيلان رامون - محررون]، أمر الرئيس جورج دبليو بوش وكالة ناسا باستبدال المكوك ببرنامج أكثر شبهاً بأبولو من شأنه أن يعيدنا إلى الأرض. القمر وما بعده ثم إلى المريخ.

هذه الخطة تسمى كوكبة (كوكبة)مما أدى إلى تصميم صاروخين جديدين أطلق عليهما اسم آريس آريس، وطائرة لإطلاق طاقم، وصاروخ يبدو أنه نسخة عملاقة من صاروخ ساتورن 5 (الذي تم استخدامه لإطلاق مركبة أبولو الفضائية) والغرض منه هو تحميل حمولة. ولكن بحلول عام 2011، وبعد إنفاق أكثر من تسعة مليارات دولار، كان كل ما أنتجته شركة كونستيليشن عبارة عن مقصورة للطاقم تسمى أوريون، صنعتها شركة لوكهيد مارتن، وصاروخ تم إطلاقه مرة واحدة فقط كجزء من الاختبار. ألغى الرئيس باراك أوباما البرنامج ووجه وكالة ناسا بالعودة وتركيز الجهود على مهمة الكويكب. وطلبت الوكالة التواصل مع القطاع الخاص لتلقي خدمات إطلاق الطاقم والمعدات لمحطة الفضاء الدولية (محطة الفضاء الدولية).

ومع ذلك، فإن الكثيرين في الكونجرس يكافحون من أجل مواصلة بناء صواريخ ذات حمولة ثقيلة يمكن أن تنقل البشر إلى القمر والمريخ. الحل الوسط الناتج هو SLS - صاروخ واحد كبير، لكل من البشر والبضائع، والذي سيعتمد بشكل أساسي على المحركات والمسرعات والخزانات الخاصة بمكوك الفضاء بدلاً من التكنولوجيا الجديدة المصممة لآريس. SLS فهو في الواقع سم رخيص.

منذ اللحظة الأولى تمسك بهاSLS التصور بأن هذا اختراع من الكونجرس، الذي يهدف إلى الحفاظ على الوظائف في وكالة ناسا وكبار مقاوليها. وكتب محررو صحيفة الإيكونوميست، في ديسمبر/كانون الأول 2014، أن "هذا هو الصاروخ الأول الذي صممته لجنة من السياسيين، بدلا من العلماء والمهندسين". كان هناك منتقدون أطلقوا على SLS تحت اسم "وظائف الصواريخ" أو "نظام الإطلاق لمجلس الشيوخ". وبالفعل، كان أعضاء مجلس الشيوخ من جنوب الولايات المتحدة، الذين توجد في ولاياتهم منشآت كبيرة تابعة لوكالة ناسا والمقاولين التابعين لها، من أشد المؤيدين لهذه الفكرة.SLS في الكونغرس. ومن بين المؤيدين، على سبيل المثال، السيناتور ريتشارد شيلبي من ولاية ألاباما، حيث يعمل في المشروع حوالي 6,000 شخص. SLS في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هانتسفيل، والسناتور ديفيد فيتر من ولاية لويزيانا، حيث تقع منشأة ميتشو. وتوظف شركة بوينغ، المقاول الرئيسي للمرحلة الأساسية من المشروع، حوالي 1,500 شخص في هذه المنشأة.

الجدول الزمني لتطوير الصواريخ

والخطة، مثل الصاروخ، كبيرة جدًا. ل-SLS ستكون هناك مرحلة أساسية سفلية، مدعومة بأربعة محركات RS-25 المكوك الفضائي، الذي يستخدم الوقود التقليدي المكون من الهيدروجين السائل والأكسجين. سيتم ربط معزز صاروخي يعمل بالوقود الصلب بكل جانب من جوانب المرحلة الأساسية، مما سيوفر الدفعة الإضافية اللازمة لإطلاق الصاروخ الثقيل [انظر الشكل]. أما المرحلة الثانية، التي تعلو المرحلة الأولى، فستتولى القيادة على ارتفاع حوالي 50 كيلومترًا لدفع الصاروخ إلى المدار، بينما ستقع مقصورة طاقم أوريون في الجزء العلوي من الهيكل بأكمله. وسيكون الصاروخ الذي يبلغ ارتفاعه حوالي 98 مترا أقصر قليلا ولكنه أقوى من صاروخ ساتورن 5 الذي كان مسؤولا عن جميع الرحلات المأهولة إلى القمر، وسيكون قادرا على حمل حمولة أكبر بثلاث مرات من حمولة مكوك الفضاء. . لا يوجد أي جزء من أجزاء الصاروخ مخصص لإعادة الاستخدام. في العقد المقبل، ترقيات لSLS سوف تشمل محركات ومعززات أكثر قوة. تيلي SLS ستشمل المراحل المستقبلية، التي ستكون قادرة على إحضار مركبة فضائية إلى المريخ، مرحلة ثانية أكثر قوة، والتي ستمنحها قوة دفع مضاعفة للنسخة الأولى.

ويقول المنتقدون إن قرار الكونجرس بالاعتماد على مكونات من المكوك الفضائي يضمن استمرار المقاولين الرئيسيين للمكوك في تحقيق الأرباح. وقال بيتر ويلسون، كبير محللي أبحاث الدفاع في الشركة: "مرة أخرى، تتصرف بوينغ مثل قاطع طريق". RAND. ويرى آخرون أن اقتراب دورة المكوك الفضائي سيعكس الاتجاه SLS الصاروخ عبارة عن فرانكشتاين مثير للمشاكل، تم إحياؤه من أجزاء من خطة ميتة مخيطة معًا. على سبيل المثال، أدى اختيار معززات المكوك بالفعل إلى مشكلة وجود فجوات في العزل الحراري.

تقديرات التكلفة النهائية SLS كثيرة ومتنوعة. وفقًا للإعلان العام لوكالة ناسا، ستكون هناك حاجة إلى 18 مليار دولار حتى الإطلاق الأول: عشرة مليارات دولار للصاروخ نفسه، وستة مليارات لمقصورة طاقم أوريون، واثنان آخران لتكييف كيب كانافيرال لإطلاق الصواريخ. SLS (بالمناسبة، السيناتور بيل نيلسون من فلوريدا هو أيضًا من أشد المؤيدين لـ SLS). لكن بحسب دراسة داخلية مسربة فإن التكلفة ستزيد على 60 مليارا في السنوات العشر المقبلة. ويزعم آخرون أن إرسال رحلة استكشافية إلى المريخ سيكلف ما يصل إلى تريليون دولار. هدف ناسا المعلن هو 500 مليون دولار لكل عملية إطلاق، لكن آخرين، الذين أدرجوا في حسابهم تكاليف البرنامج بأكمله، وصلوا إلى 14 مليار دولار.

ووفقاً للنقاد، فإن الإدارة والجمهور لن يترجموا أبداً حماسهم لأبحاث الفضاء إلى مئات المليارات من الدولارات التي ستنفقها البعثات العظيمة. SLS. ووفقا لعدة تحليلات، بما في ذلك دراسة داخلية أجريت في وكالة ناسا، فمن الممكن الوصول إلى الفضاء السحيق والمريخ دون صاروخ للأحمال الثقيلة. ويرى البعض أنه سيكون من الأرخص الاعتماد على الصواريخ الصغيرة، مثل صاروخ دلتا-4 الذي تم استخدامه على مدى العقد الماضي لوضع الأقمار الصناعية في المدار. وباستخدام مثل هذه الصواريخ، سيكون من الممكن جلب الوقود والأنظمة والمواد اللازمة لبناء مركبة فضائية كبيرة إلى الفضاء السحيق إلى مدار منخفض، وبنائها هناك. إذا كنا لا نزال بحاجة إلى صاروخ ضخم، كما يقول الكثيرون، فلماذا لا ننتقل إلى "الفضاء الجديد"؟ شركة (سبيس اكس)، التي أسسها نجم وادي السيليكون إيلون ماسك، فازت بالفعل بعقود لإطلاق صواريخ ناسا المرموقة Falcon-9 إلى المدار. "SLS يقول جيمس بورا، الرئيس: "لا يقدم سوى تحسينات طفيفة للتكنولوجيا التي تم تطويرها منذ 40 عامًا". مؤسسة حدود الفضاء - مجموعة هدفها تعزيز استكشاف الفضاء. "يجب على ناسا أن تخبر الصناعة الخاصة بأنواع الحمولات التي تريد جلبها إلى الفضاء السحيق، وأن تقدم مبلغًا معينًا من المال مقابل العمل وتمنح شركات مثل (سبيس اكس) بنائها."

כיום، (سبيس اكس) يطور صاروخًا بأسلوب SLS للبضائع الثقيلة، بـ 27 محركًا. كما أنها تعمل على محركات جديدة أكثر قوة، والتي في حال تنفيذها ستسمح للصاروخ برفع أكثر منSLS الأكبر حسب التصميم. بالإضافة إلى جميع المكونات الرئيسية لTilly (سبيس اكس) مخصصة لإعادة الاستخدام، مقارنة بالنظام SLS وهو مخصص بالكامل للاستخدام لمرة واحدة.

التخطيط للمهمة SLS تطبيقه رغم الاعتراضات ستنطلق الرحلة الأولى في عام 2018 بمركبة أوريون الفضائية غير المأهولة إلى ما وراء القمر. أما الإطلاق الثاني، الذي لم يتم تحديد تاريخه بعد، فسوف يرسل طاقمًا بشريًا بعد بضع سنوات على مسار مماثل، إلى مسافة أكبر من الأرض مما وصل إليه البشر على الإطلاق. ما سيحدث بعد ذلك يعتمد إلى حد كبير على الكونجرس والرئيس المنتخب، لكن الخطة الحالية تتمثل في إرسال البشر إلى كويكب في منتصف عشرينيات القرن الحالي، ومهمة مأهولة إلى المريخ في ثلاثينيات القرن الحالي.

مصنع الصواريخ

تختبر ناسا أكبر صواريخها في مركز ستينيس الفضائي، الواقع في شبكة من البحيرات والأنهار والمستنقعات والقنوات في الطرف الجنوبي من نهر المسيسيبي. نحن نرتدي خوذات وسترات السلامة، ويقول لي توم بيرد - الذي كان نائب مدير المنشأة نيابة عن وكالة ناسا حتى تقاعده في يناير/كانون الثاني 2015 - إن هناك ثلاثة أسباب لقرب المنشأة من المياه. ويتطلب النشاط في ستينيس الوصول إلى منصات كبيرة، وخبرة في أعمال التجميع من النوع الذي يتم تنفيذه على متن السفن، وطريقة متاحة لتبريد كتل ضخمة من المعدن، التي تتعرض لدرجات حرارة قريبة من تلك الموجودة على سطح الشمس.

في الواقع، التجربة هنا عبارة عن هيكل ضخم من المعدن والخرسانة، يذكرنا إلى حد ما بقطعة مقطوعة بعرض سفينة شحن كبيرة. صعدنا إلى أحد الأعمدة، وفي الطريق أطلعني بيرد على غرفة تحكم كانت تناسب محطة طاقة سوفياتية من الخمسينيات: وهي في الأساس أجهزة قياس بخارية وأقراص كبيرة ثقيلة. سألتهم لماذا لم يقوموا بترقية هذا إلى اللوحات الرقمية، وتبين أن الإجابة كانت عبارة عن شعار استعراضي SLS الأمر برمته: لقد استغرق الأمر عقودًا للتغلب على القوى الهائلة في العمل والأعطال العديدة وإنجاح هذا الشيء، فلماذا نهتم به؟

يتم تكديس المقاطع المستديرة فوق بعضها البعض ويتم لحامها معًا لتشكل أسطوانة طويلة، والتي ستكون بمثابة غمد للمرحلة الأساسية لـ SLS. داخل هذا الغلاف سيكون هناك خزانان سيحملان وقود الصاروخ، أحدهما يحتوي على الهيدروجين السائل والآخر يحتوي على الأكسجين السائل. وفي منشأة تجميع ميشو التابعة لناسا، يقوم المهندسون الآن ببناء أسطوانات "آمنة" لاختبار قوة الأجزاء.

على أية حال، من الأمام، أستطيع أن أرى أن ستانيس ممتلئ ومحمل بالترقيات. تم تكييف القنوات والطرق للتعامل مع حمولات أكبر، ويتم تعزيز وتجديد منصات الاختبار نفسها، لأن النظام SLS ووضعهم تحت ضغوط أكبر من أي صاروخ سبقه. ويوضح بيرد أن "القوى التي يتم إنتاجها هنا أكبر من القوى التي تعمل أثناء الإطلاق، لأن الصاروخ في الاختبار لا يمكنه الهروب من لهيبه". وفي عملية اختبارية تستمر حوالي تسع دقائق، تقوم آلاف الخراطيم برش نفاثات من الماء بضغط عالٍ على جدران القاعدة - ليس للتبريد، ولكن لإضعاف الاهتزازات الجامحة التي يمكن أن تمزق القاعدة. حتى قبل فترة SLS تم حظر تشييد المباني الخاصة داخل دائرة نصف قطرها 13 كيلومترًا من الأنفاق، لأن الموجات الصوتية الناتجة عن التجارب يمكن أن تؤدي إلى انهيار المباني من تلقاء نفسها. بمحركات SLS ستنتج أقوى قوة دفع صاروخية على الإطلاق.

وعبر الحدود بين المسيسيبي ولويزيانا، وعلى بعد بضع ساعات بالممر المائي (أو في حالتي، 45 دقيقة بالسيارة)، توجد منشأة ميتشو التي زرتها في اليوم التالي. وعلى النقيض من عزلة ستينيس، تقع المنشأة في قلب منطقة صناعية، على مشارف نيو أورليانز. وهو في بعض النواحي مصنع كأي مصنع آخر، به محطات لحام ورافعات شوكية ورافعات وصناديق قطع غيار. كل شيء يتم على نطاق أوسع بكثير.

من الداخل، ميشي متلألئ. في جولة في المصنع، ترى كيف يتم ملؤه دقيقة بدقيقة بمعدات جديدة: أذرع آلية كبيرة يمكنها التحرك بسرعة فائقة، ومنصات على عجلات وأجهزة تشبه الرافعة تنقل بسرعة أجزاء تزن عشرات الأطنان من قطعة واحدة. محطة إلى أخرى، وأنظمة لتنظيم المكونات التي تضمن عدم وجود أي عنصر مفقود أو زائد في المحركات، وتتكون من مئات الآلاف من الأجزاء. هو الذي يبني آلة قوية مثل محرك الصاروخ SLS يجب أن يكون لديك قدر منخفض جدًا من التسامح مع الانحرافات في عملية التجميع. يقول باتريك ويبس، أحد مديري ميشو في ناسا: "إذا أخبرنا نظام تتبع الأجزاء أن إحدى الحلقات الصغيرة هنا زائدة عن الحاجة، فسنوقف كل العمل حتى يتم اكتشاف السبب".

العديد من المكونات التي سيتم استخدامها هنا لبناء الصاروخ تأتي من مركبات أخرى. "لن يكون لدينا العديد من المكونات الفريدة من نوعهاSLSيقول ويليام جيرستنماير، مدير وكالة ناسا الذي يقود أبحاث الفضاء المأهولة بالوكالة. ومع ذلك، يضيف، فإن طرق وأدوات التصنيع الجديدة يجب أن تقلل بشكل كبير من تكلفة إنتاج هذه المكونات. تشمل التحسينات في هذه المنطقة آلة لحام دوارة بالاحتكاك، بحجم برج مياه تابع للبلدية. يتم إدخال أجزاء صاروخية كبيرة من سبائك الألومنيوم بالكامل في هذا الوحش، وهناك تدريبات خاصة تدمج جزأين معًا. هذه هي أكبر آلة من نوعها في العالم.

بالتأكيد SLS التقدم بطرق عديدة تتجاوز تقنيات المكوك الفضائي. لتحليل ضغط الهواء على SLS عند التحليق عبر الغلاف الجوي والعوامل الديناميكية الهوائية غير المستقرة الأخرى، تلجأ ناسا إلى أكثر برامج تحليل ديناميكيات الموائع المتوفرة تقدمًا. وبدون هذا البرنامج، كان على المهندسين إعادة تصميم الصاروخ ليتحمل حمولة أكبر، وللتعويض عن هامش خطأ أكبر بكثير. بالإضافة إلى ذلك، SLS ويستخدم أنظمة طيران وأجهزة تحكم رقمية تعتمد على شرائح كمبيوتر متقدمة أقدم بعدة أجيال من تلك المستخدمة في المكوكات الفضائية. سيسمح ذلك للتحكم الآلي في المحركات والرحلة بالتفاعل بشكل أسرع عدة مرات مع التغييرات المفاجئة والمواقف الخطيرة.

سيتم استخدام المحركات المتبقية من برنامج المكوك الفضائي في الرحلات الأربع الأولى SLSولكن ابتداءً من عام 2020 ستكون هناك حاجة لإصدارات جديدة منها. ولهذا الغرض، تستخدم وكالة ناسا آلات تصنع آلاف الشفرات التوربينية بحجم العملة المعدنية. تقوم الآلات بتصنيع الشفرات عن طريق لحام مسحوق معدني بالليزر بالشكل الصحيح، بدلاً من نقش كل شفرة على حدة. سيؤدي ذلك إلى تقليل وقت إنتاج الشفرة للمحرك بأكمله من سنة واحدة إلى شهر واحد فقط. يقول جيرستنماير: "نحن نستخدم التحكم بالكمبيوتر في كل مكان، لتقليل تكاليف العمالة وتحسين الدقة".

إلى SLS

عندما خطة SLS وعلى قدم وساق، يجب أن تنتج ما لا يقل عن صاروخين في السنة، وربما حتى أربعة. في عالم الإطلاق الفضائي، يعتبر هذا إنتاجًا ضخمًا. ولكن إذا فشلت وكالة ناسا في إقناع الجمهور بأن الأمر يستحق بناء SLS، سيتم تعليق البرنامج.

هناك اعتراضان رئيسيان على الخطة. الأول، أن 18 مليار دولار مبلغ كبير للغاية بالنسبة لصاروخ، والثاني هو الادعاء بأن استكشاف الفضاء علميًا يجب أن يركز على إرسال مركبات فضائية مستقلة وروبوتات، وليس البشر. ويمكن تناول هذين الاعتراضين من منظور منظوري. إن ثمانية عشر مليارًا ليس كثيرًا بالنسبة للقدرة على إرسال البشر إلى كوكب آخر والعودة، كما أنه يزيد بمقدار الثلث فقط عما كان مطلوبًا لتحسين تدفق حركة المرور في بوسطن عبر شريان المرور تحت الأرض، ""حفر كبير. من السهل أن نزعم أن هناك طرقاً أرخص، ولكن النجاح والإنجازات التي حققتها وكالة ناسا في مجال السلامة في الماضي رفعت سقف المعايير، ومن غير المرجح أن يرغب الشعب الأميركي في توفير بضعة آلاف من الميزانية الفيدرالية في مقابل الحصول على مساعدة مالية. ارتفاع خطر وقوع الكوارث.

أما بالنسبة للروبوتات مقابل البشر، فغالبًا ما يقال إن المساهمة العلمية للبعثات المأهولة أكبر من مساهمة مركبة فضائية بحثية أو مركبة روبوتية، لكن المبرر الحقيقي لرحلات الفضاء المأهولة هو تقدم الجنس البشري نفسه نحو استيطان حضارات جديدة. أماكن.

ل-SLS هناك العديد من المعجبين، بما في ذلك المديرين التنفيذيين الحاليين لناسا، وبعض خبراء الفضاء، وجزء متزايد من الجمهور الأمريكي، الذين كانوا متحمسين في ديسمبر 2014 لرؤية الرحلة المدارية المثالية للمركبة الفضائية أوريون، المركبة الفضائية التي سيتم وضعها فوق الصواريخ فى المستقبل SLSعندما ينطلقون إلى الفضاء السحيق. يمكن للخبراء من بين هؤلاء الداعمين الرد بسهولة على المراجعات بشكل فردي.

هل يستحق استخدام صواريخ أصغر حجمًا لرفع المكونات والوقود للتجميع في المدار؟ وفقًا لحسابات جيرستنماير، فإن المهمة المأهولة إلى المريخ ستتطلب 500 طن من المواد. نظام SLS يمكنك القيام بذلك في أربع عمليات إطلاق، لكن أفضل صواريخ دلتا-4 ستحتاج إلى 24 عملية إطلاق على الأقل. ويرى جيرستنماير أن كل عملية إطلاق من هذا القبيل تزيد من مخاطر البرنامج قليلًا، لأن الدقيقة الأولى من كل مهمة تنطوي على أكبر احتمال، نسبيًا، لحدوث أعطال خطيرة. يعد هذا الأسلوب أيضًا أكثر عرضة للتأخير، والذي سيتراكم ويؤثر على عمليات الإطلاق التالية في قائمة الانتظار. ويقول: "لقد استخدمنا هذا النهج في المكوكات الفضائية لبناء محطة الفضاء الدولية، وانتهى الأمر بالمهمة التي استغرقت عقودًا".

ومع ذلك، قال إن أكبر عيب في نهج الإطلاق المتعدد هو الكم الهائل من العمل المطلوب للتجميع في الفضاء، أثناء الدوران حول الأرض، والهياكل الصالحة للسكن، والمركبات بين الكواكب وخزانات الوقود، نظرًا لخبرتنا المحدودة في مهام التجميع المعقدة هذه. ويقول: "ستكون هناك أشياء كثيرة للصديق، في الواقع سيكون خط إنتاج في الفضاء. حتمًا لن تعمل بعض الأجزاء كما هو مطلوب، وسيكون من الصعب إجراء الإصلاحات فيها. ويضيف قدرا هائلا من التعقيد والمخاطر. بفضل قطر SLS سيكون من الممكن تعبئة حمولات كبيرة في مجموعة متنوعة من الأشكال، يصل حجمها إلى عشرة أمتار، مثل الألواح الشمسية ومصفوفات الهوائي، والتي يجب طيها في أي شكل آخر من أشكال الإطلاق - وهي عملية معقدة في حد ذاتها، مما يجعل وهذه الأجزاء أكثر عرضة للتلف والأعطال.

ومن المزايا الأخرى لطريقة إطلاق الأحمال الثقيلة: إمكانية تحويل جزء من قوة دفع الصاروخ الكبير إلى سرعة، مما سيوصل المركبة الفضائية إلى وجهتها بسرعة أكبر. يعد هذا أحد الاعتبارات الحاسمة بالنسبة لرحلة مأهولة إلى المريخ، لأن التعرض للإشعاع الكوني ومسألة الإمدادات يضعان قيودًا لا لبس فيها على مدة الرحلة. ستستفيد أيضًا البعثات الروبوتية بعيدة المدى من هذا، لأنه من أجل الحصول على أقصى استفادة من المهام اللاحقة، يجب أن ينتظر تخطيطها وصول المعلومات من المهام التي سبقتها. القوة الخام ل SLS يسمح بإرسال البعثات إلى الفضاء السحيق باستخدام الوقود، على عكس تأثير الجاذبية حول الكواكب الذي تستخدمه مهمات مثل Voyager وGalileo.

"SLS يقول سكوت هيرد، أستاذ الطيران والملاحة الفضائية في جامعة ستانفورد: "سوف تختصر وقت السفر لزيارة قمر أوروبا، من ست سنوات أو أكثر إلى سنتين ونصف". "هذا سيسمح لنا بتنفيذ مهمة علمية عظيمة." إذا أضفت إلى ذلك كتل الحمولة الأكبر والمرونة الإضافية في التغليف، فستحصل على حجة مقنعة للغاية لصالح صاروخ للأحمال الثقيلة. وهذا ما يفسر أيضًا سبب عمل كل من الصين وروسيا على تطوير منصات إطلاق مماثلة SLS.

وينطبق الشيء نفسه على (سبيس اكس). يشجع مجال "الفضاء الجديد" على المزيد من وسائل النقل إلى المحطة الفضائية والعودة، وعدد أقل من الصواريخ إلى الفضاء السحيق: بما يتجاوز مجموعة المهام القليلة التي أعدتها وكالة ناسا بشكل عام لـ SLSولا يوجد سوق لمثل هذه الصواريخ، وليس من المخطط أن يكون كذلك. شركة (سبيس اكس) لن تتمكن من توزيع تكاليف تطوير صاروخ ذو حمولة ثقيلة على عملاء تجاريين مختلفين كما فعلت مع الصواريخ الأصغر حجمًا. يوضح سكوت برزينسكي، رائد الفضاء السابق في ناسا والذي طار بالمكوك الفضائي خمس مرات ويعمل الآن في جامعة أريزونا، أنه بدون هذه الميزة، (سبيس اكس) هي في نفس الوضع تمامًا مثل Boeing وLockheed-Martin وغيرهم من المقاولين التقليديين للمشاريع الفضائية. ويوضح قائلا: "إن هؤلاء مقاولين ممتازين، ولا أرى فرقا كبيرا لصالحهم (سبيس اكس)".

إن الاعتماد على ما هو مألوف ومختبر بدلاً من الابتكار يمكن أن يكون وصفة للفشل في سوق السيارات أو الهواتف المحمولة أو البرمجيات، ولكن عندما يتعلق الأمر بتحليق فريق من الأبطال إلى الفضاء السحيق على أجنحة انفجار يتم التحكم فيه بشكل سيئ، فمن المؤكد أن كمية المحافظة ليست بالضرورة أمرا سيئا. بعض الصواريخ المبكرة لـ (سبيس اكس) انفجرت أو فقدت السيطرة، كما يحدث دائمًا في تطوير الأدوات الجديدة. وفي أكتوبر 2014، قُتل أحد أفراد الطاقم أثناء رحلة تجريبية لمركبة فضائية طورتها إحدى الشركات فيرجن جالاكتيكلجلب "سائحي الفضاء" إلى الارتفاع شبه المداري. حدث ذلك بعد ثلاثة أيام فقط من انفجار صاروخ بدون طيار صنعته الشركة الخاصة العلوم المدارية وكان من المفترض أن يصل إلى محطة الفضاء الدولية.

وتذكرنا هذه الحوادث بأنه حتى بعد عقود من الخبرة، يظل مجال الصواريخ مجالًا صعبًا، وهناك خطر كبير لحدوث كوارث كبرى. وهذا أحد أسباب رأسي مؤسسة إلهام المريخ، وهي منظمة ممولة من القطاع الخاص تحاول التقدم بمهمة إلى المريخ، انضم إلى المؤيدين فيSLS بعد التعبير في البداية عن موقف متشكك. ويتفق خبراء المريخ الآخرون مع ذلك. "،برنامج SLS لقد تلقت انتقادات منذ اليوم الأول، باعتبارها "صاروخًا إلى لا مكان"، يقول الشاعر، "لكنها اليوم لديها مهام واضحة ومبررة، وحان الوقت لينضم الجميع ويساعدوا في التفكير في كيفية التأكد من أن كل شيء سيكون على ما يرام". الركض نحو الأفضل."

سرعة الهروب

في ليلة باردة من يناير 2015، لمدة 500 ثانية، تحولت إحدى مرافق اختبار المحركات الضخمة في مركز ستينيس الفضائي إلى كرة من النار. كان هذا أول اختبار للمحرك منذ عام 2009 R-25 من مكوك الفضاء، وكان مثاليا. وإذا استمرت التجارب في النجاح، فإن الوقت سيكون في صالحها SLS. كلما طال أمد البرنامج، على افتراض أنه يلبي أهداف الميزانية والجداول الزمنية، كلما أثبت جدواه بشكل أفضل. في السنوات الثلاث الأولى من وجوده، تقدم البرنامج بسرعة وسلاسة، واجتاز بسهولة مرحلة مراجعة التصميم، ويدخل الآن مراحل الإنتاج الأولية. بالنسبة لصاروخ جديد مصمم للبشر، فهذه وتيرة مذهلة. ولم يتم اكتشاف سوى عدد قليل من مواطن الخلل. وكانت الفجوات الموجودة في العزل هي أخطر الأخطاء، كما تم إصلاحها سريعًا بطبقة من المادة اللاصقة.

في السنوات المقبلة، يمكن أن يحدث أي شيء، مع وجود رؤساء ومجالس نواب جديدة. هكذا تقول جوان جونسون-فريس، الأستاذة في كلية الحرب البحرية الأمريكية والمتخصصة في الفضاء. وقد ينشأ إجماع عام جديد في الإدارة الأميركية على ضرورة مغادرة المريخ في الوقت الحالي والتركيز على بناء قاعدة أقرب إلى الوطن. ووفقا لها، "بعض الناس في واشنطن لديهم حنين للقمر الذي يقترب من الجريمة". ويعتقد آخرون أن وكالة ناسا يجب أن تنسى أمر المريخ والقمر معًا وتركز على الكويكبات، ليس فقط لأنها قد تقدم إجابات لأسئلة مهمة حول تكوين النظام الشمسي، ولكن أيضًا لأننا قد نكون قادرين على تعلم كيفية الانحراف أو التدمير. كويكب يقترب من الأرض.

ومع ذلك، فإن الانجذاب إلى المريخ لا يزال قوياً، وقد اشتد مؤخراً، حيث أدرك المزيد والمزيد من الناس أنه يمكننا الوصول إلى الكوكب الأحمر في حياتنا. يقول بريجنسكي: "نريد جميعًا أن نرى الجنس البشري يصل إلى هناك". "المهام الأخرى سوف تشتت انتباهك فقط." لديه بعض الشكوك حول SLS: لا يعتقد أن الوصول إلى المريخ يمثل مشكلة، لكنه يشعر بالقلق من أن سعر البرنامج وجدوله الزمني سيؤديان إلى التخلي عنه قبل أن نصل إلى هناك.

في هذه الأثناء، لا يوجدSLS يتوقف في الأفق. هذه الحقيقة وحدها، والتي لا تنطبق على أي خطة أخرى للوصول إلى المريخ، قد تضمن تقدم المشروع. وقد تكون هذه الخطة مبنية على مصالح أعضاء الكونجرس، وقد تفتقر إلى الحماسة الابتكارية للخطط البديلة، ولكن الدلائل تشير إلى أنها ستمضي قدماً كما هو مخطط لها، وأنها تتمتع بالتمويل في المستقبل المنظور. وينبغي أن يكون هذا كافيا لSLS سيكون الصاروخ الذي يأخذنا إلى المريخ. وإذا حدث ذلك، فسوف يتم نسيان المراجعة قريبًا.

 

تعليقات 10

  1. فوييجر النواة النووية للمزدوجات الحرارية لتوليد الطاقة.
    https://en.wikipedia.org/wiki/Radioisotope_thermoelectric_generator
    لا يكفي دفع مركبة فضائية كبيرة حتى لو قمت بتكرارها مليون مرة.
    كيف انتقلت فوييجر من السبعينيات؟ إذا كنت تتذكر ميكانيكا نيوتن في غياب الاحتكاك فإنك تتحرك بسرعات متساوية في الفراغ، أي بدون دفع. عندما تريد تغيير الاتجاه، تقوم بتفعيل محركات التصحيح والإيقاف. هناك فرق بين اختبار الدفع ودفع مركبة فضائية كبيرة مأهولة. يتحدث المفهوم الحديث عن الحركة بتسارع يصل إلى جزء كبير من سرعة الضوء، أو أقل من ذلك عند قيادة محرك أيوني. يمكنك أن تضحك حتى الغد، لكن المحركات النووية في الغواصات والطائرات ومحطات الطاقة تحتاج إلى البخار في رأيي لتشغيل التوربين. الدورة المركبة في توربينات الغاز هي عندما: يتم استخدام البخار من الدورة أ مع زيادة درجة الحرارة للدورة الثانية فقط وهذا يؤدي إلى تحسين الكفاءة بنسبة 70٪. هنا مصدر الحرارة هو النواة النووية، لكن مصدر البخار لا يمكن تجديده. لذلك لا بد من حل مشكلة إعادة استخدام الماء بكفاءة عالية جداً أو إيجاد سائل آخر، أو مصدر آخر للدوران. المشكلة الوحيدة التي أعرضها كحل هي أنه من غير المنطقي أنه مع زيادة طول الطريق، عليك أن تستقل عربة قطار مليئة بالوقود مع المزيد والمزيد من السيارات، والمشكلة الأخرى: ليست هناك حاجة لمفهوم حديث لتحقيق ذلك. قم بإيقاف تشغيل المحركات، فلا يوجد نقص في الطاقة.

  2. بمجرد ظهور الدليل على جدوى إعادة قاذفة كاملة إلى الهبوط الناعم، قبل بضعة أسابيع، كان على أولئك الذين يفكرون بشكل خطي أن يوقفوا على الفور أي استثمار في أي تكنولوجيا إطلاق أخرى. ماذا فقط - الكونجرس الأمريكي ومجلس الشيوخ لا يفكران بشكل خطي.

  3. يوسي، كيف ظلت فوييجر 2 تتحرك في الفضاء لمدة 30 عامًا بنواة بلوتونيوم بدون ماء لتتحول إلى بخار وتدير توربينًا في الفضاء، البلوتونيوم ينتج كل الحرارة...

  4. يعد بناء مثل هذه المركبة الفضائية مناسبًا للتنفيذ في الفضاء وبالطبع استخدام الصواريخ لنقل وحدات البناء إلى الفضاء. ولعل هذا هو السبب وراء عودة الأميركيين إلى الصواريخ. إنهم لا يريدون نقل الوحدات إلى مركبة فضائية إلى المريخ باستخدام الصواريخ الروسية.
    إذا وصلوا إلى المريخ أولاً، وحدهم، فإنهم يزرعون علم الملكية. ستخلق كل من الرحلة إلى المريخ والاستيطان هناك ميزة تكنولوجية لهم لسنوات.

  5. ما يقال أدناه - رأيته على موقع وكالة ناسا: طريقة الهروب من جسم خارج نطاق السقوط إلى الأرض وإطفاء المحركات والوصول بالمحركات إلى المريخ قديمة. إنها مناسبة على الأكثر للهروب من الأرض. وفي الآونة الأخيرة، وردت تجارب على الدفع بالليزر بسرعات قريبة من سرعة الضوء - كوسيلة لدفع سفينة فضائية كبيرة، وهناك أيضا محركات أيونية تستخدم الإلكترونات في حالة البلازما - كما في البرق أو مصباح الفلورسنت . وهي طريقة نجحت حتى اليوم في تحقيقات صغيرة مثل فيلة. وبهاتين الطريقتين، يتم تحويل زخم كبير يتم توليده من كتلة متزايدة من الوقود إلى جزيئات تتحرك بسرعة الضوء ويكون زخمها كبيرًا بسبب السرعة. كمية الوقود اللازمة للحمل صغيرة. والجزء الآخر من لغز الدفع الذي لا يستهلك كمية متزايدة من الوقود مع المسافة، هو، في تقديري الدقيق، مفاعل نووي سينتج طاقة كهربائية كما هو الحال في محطات الطاقة على الأرض، وكما هو الحال في الطائرات والغواصات. من هنا تعرف كيفية الرفع إلى الجهد العالي ومن هنا تعرف كيفية تشغيل الليزر من جهة أو المحرك الأيوني من جهة أخرى. هنا كانت هناك معارضة بسبب الخوف من تلوث الغلاف الجوي بشكل لا رجعة فيه بسبب عطل - وهي مشكلة أعتقد أنها قابلة للحل. حجم قلب المفاعل النووي للغواصة هو برتقالي. التحدي هنا هو دورة متكاملة ليس فقط للبخار ولكن للمياه، حيث أنه في الغواصة وحاملة الطائرات ومحطة توليد الكهرباء - هناك مصدر للمياه. في الفضاء لا يوجد. وهاتان الطريقتان ستوفران للمركبة الفضائية قوة دفع تستمر على مدى عقد من الزمن، ودون الحاجة الملحة لإيقاف المحركات وإذا كان ليزرا والليزر ناجحا في التجارب - مع الوصول إلى المريخ في أيام قليلة.

    مبدأ آخر مطلوب هو في رأيي

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.